影像處理與濾波

反銳化遮罩

反銳化遮罩是最廣為使用的銳化技術,而它的名字是一段承襲自底片暗房、令人莞爾的反直覺:你藉由影像自身的一份模糊(反銳化)副本來銳化它。其概念是,從原圖減去模糊版本,恰好能分離出模糊所移除的細節與邊緣,也就是高頻內容。把那層細節放大後加回去,邊緣便更顯著,使畫面看起來更清晰。

配方是 sharpened = original + amount * (original - blur(original))。括號內這一項,原圖減去高斯模糊副本,是一個高通殘差:在平坦區域近乎零,在邊緣兩側則以正確的正負號呈現大值。有三個旋鈕控制它:amount 設定細節被增強的強度;模糊半徑(高斯 sigma)設定被銳化特徵的尺度,小半徑針對細紋理、大半徑針對寬廣的局部對比;還可套用一個閾值,使只有超過某尺寸的差異才被放大,這能避免銳化平坦區域、從而避免增強雜訊。對於小幅模糊,這在數學上接近於減去一個帶比例的拉普拉斯。

反銳化遮罩其實並未還原遺失的資訊,它無法「反模糊」,它只是誇大邊緣處已存在的對比,以利用一種知覺錯覺:我們的視覺系統把更陡的邊緣過渡讀成更銳利。代價是過衝:在強邊附近,被增強的殘差把像素推過其自然值,沿邊緣造成明暗光暈(振鈴)。amount 過大也會放大雜訊,並可能把高光與陰影削到純白或純黑。高明的銳化是在 amount、半徑與閾值之間,與這些瑕疵取得平衡。

以半徑 1、amount 1.5 銳化文字,會使每一筆畫內側變深、緊鄰它的紙張變亮,字母因而躍出,但若把 amount 推到 4,每個字元周圍就會出現一圈灰白光暈。

陷阱:過度銳化一眼就能認出,就是光暈,那些緊貼高對比邊緣的明暗輪廓。請使用閾值參數讓平滑區域(天空、皮膚)保持不動,如此你便能銳化細節而不把雜訊變成紋理。

又称
USMunsharp mask sharpening